Прочный силан-сшитый безгалогенный малодымный огнестойкий полиолефиновый мастербатч завод

Когда видишь этот длинный термин, первое что приходит в голову — опять маркетинговая уловка. Но на практике это реальный продукт, с которым мы в ООО Чэнду Чжанхэ Новые технологии материалов намучились изрядно. Многие думают, что достаточно смешать полиолефин с антипиренами — и готово, но именно силан-сшивка создаёт те самые прочностные характеристики, которые выдерживают длительные тепловые нагрузки.

Технологические нюансы силан-сшивки

Помню наши первые эксперименты в 2019 — пытались использовать стандартный пероксидный метод, но для безгалогенных составов это не подходило. Силан даёт более контролируемую реакцию, особенно когда нужна стабильность при высоких температурах. Кстати, именно тогда мы запустили тестовую партию для кабельных покрытий — часть образцов пошла пузырями из-за нарушения pH баланса.

Ключевой момент — контроль влажности в производственном цеху. Даже 5% превышение нормы приводит к преждевременной сшивке прямо в экструдере. Как-то пришлось выбросить 400 кг мастербатча из-за конденсата в системе подачи сырья — дорогой урок, но с техлом держим гигрометры под особым контролем.

Сейчас используем модифицированный силановый компаунд швейцарского производства — не буду называть бренд, но он позволяет добиться степени сшивки до 78% без образования гель-фракций. Для малодымных составов это критически важно — любой гель становится точкой дымообразования при горении.

Безгалогенная дилемма

Переход на безгалогенные рецептуры — это не просто замена одних антипиренов на другие. Классические бромированные добавки давали стабильное пламягашение, но с экологическими нормами пришлось пересматривать весь подход. Наш безгалогенный малодымный огнестойкий полиолефиновый мастербатч изначально проигрывал по плотности дыма — показатель достигали 28% против требуемых 15%.

Решение нашли в комбинации фосфор-азотных соединений с наноразмерными наполнителями. Но здесь возник другой подвох — такие добавки снижали эластичность. Пришлось разрабатывать специальные пластификаторы, совместимые именно с силан-сшитой матрицей.

Интересный случай был с кабельным заводом в Подмосковье — их технологи жаловались на расслоение мастербатча при хранении. Оказалось, проблема в разной плотности компонентов — пришлось пересматривать всю систему смешения. Теперь предварительную гомогенизацию проводим при вакуумировании — дорого, но эффективно.

Особенности производства мастербатча

На нашем заводе в Чэнду изначально стояли стандартные двухшнековые экструдеры — для обычных композиций хватало. Но для силан-сшитого состава нужны были модули дегазации особой конструкции. Пришлось модернизировать линию, устанавливать дополнительные зоны откачки — инвестиции около 2 млн юаней, но без этого не добиться стабильности параметров.

Температурный профиль — отдельная история. Если для обычного полиолефина держим 190-210°C, то здесь рабочий диапазон 175-185°C. Превышение даже на 5 градусов запускает преждевременную сшивку. Как-то оператор забыл сбросить настройки после предыдущей смены — потеряли полтонны продукта.

Сейчас внедряем систему автоматического мониторинга в реальном времени — датчики отслеживают вязкость расплава непосредственно в зоне диспергирования. Дорогое удовольствие, но дешевле чем регулярные потери сырья.

Контроль дымообразования

Малодымность — не просто цифра в спецификации. При испытаниях по ГОСТ Р МЭК 61034-2 наш малодымный огнестойкий состав показывает коэффициент дымообразования 18-22% против 65-70% у стандартных аналогов. Но добиться этого в промышленных масштабах — целое искусство.

Основная проблема — неравномерность дисперсии дымо-подавляющих добавок. Микроскопические агломераты становятся центрами дымообразования. Решили установить гидродинамические диспергаторы — оборудование немецкое, но настроить его под наши рецептуры пришлось почти полгода.

Интересный эффект заметили при испытаниях — при добавлении 2-3% специального силиката не только снижается дымообразование, но и улучшается прочность на разрыв. Подали заявку на патент — посмотрим что получится.

Практическое применение и обратная связь

Наш полиолефиновый мастербатч сейчас используют в кабельной промышленности — для изоляции силовых кабелей до 35 кВ. Последний аудит показал, что по огнестойкости мы соответствуем ГОСТ Р , но есть замечания по стабильности цвета после длительного нагрева.

Работали с одним заводом в Татарстане — их технологи жаловались на повышенное пожелтение после термостарения. Оказалось, проблема в остаточных катализаторах — пришлось менять систему очистки сырья. Теперь контролируем содержание ионов металлов на уровне 3 ppm.

Сейчас разрабатываем модификацию для гибких кабелей — там другие требования к эластичности. Пробуем комбинацию полиолефинов с разной молекулярной массой — пока результаты обнадёживают, но стоимость выходит выше планируемой.

Перспективы развития

Смотрю на наш каталог на zhxclkj.ru — сейчас предлагаем 12 модификаций базового состава. Но рынок требует всё более узкоспециализированных решений. Например, для судового кабеля нужна дополнительная стойкость к солевым туманам — пришлось вводить специальные модификаторы поверхности.

Следующий шаг — разработка составов для температурного диапазона -60°C до +150°C. Стандартные полиолефины здесь не работают — идёт растрескивание при циклических нагрузках. Экспериментируем с сополимерами — пока стабильность оставляет желать лучшего.

Коллеги из Европы советуют переходить на рециклированные полиолефины — с экологической точки зрения правильно, но пока не получается добиться стабильных характеристик. Вторичное сырьё слишком неоднородное по фракционному составу — может для стандартных продуктов подойдёт, но для нашего прочного силан-сшитого мастербатча пока рано.